腸道微生物對于健康的意義已經(jīng)毋庸贅述,這些數(shù)量龐大種類繁多的微小生命體與肥胖、糖尿病、肝臟疾病、炎癥性腸病、腸易激綜合征、腹瀉、哮喘、自閉癥、多發(fā)性硬化癥甚至于衰老都有關(guān)聯(lián)。所以,很多疾病治療的理念都圍繞調(diào)整微生物組成和結(jié)構(gòu)而展開,例如抗生素、糞菌移植、細(xì)菌作為藥用等等。
但是,這些基于微生物治療疾病的方法卻因人而異。不同的人服用抗生素后,達(dá)到的治療效果卻不同。這是為什么呢?近期,來自于Joslin糖尿病研究中心的科研團(tuán)隊證實(shí),抗生素對腸道微生物、機(jī)體代謝的影響取決于個體基因!
宿主基因影響抗生素對腸道微生物的調(diào)控
Joslin研究中心首席科學(xué)官、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授C.RonaldKahn帶領(lǐng)團(tuán)隊以遺傳背景有差異的三組小鼠為模型,發(fā)現(xiàn)抗生素對每組小鼠的腸道微生物組成、胰島素敏感性、組織炎癥反應(yīng)和相關(guān)代謝反應(yīng)會造成不同的影響。更重要的是,抗生素對微生物的影響取決于宿主基因。
Kahn表示:“這一研究意味著,遺傳背景對腸道微生物的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)想。它提醒我們,基于微生物的疾病治療方案需要考慮個體遺傳差異。”
他們篩選了3組小鼠。其中,第一組小鼠發(fā)生糖尿病、肥胖的概率較高,第二組小鼠只是容易發(fā)胖,并無糖尿病風(fēng)險,而第三組小鼠則沒有攜帶這兩類疾病的易感基因。這種差異意味著,以高脂肪食物喂養(yǎng)它們時,第一、第二組的小鼠們發(fā)胖的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第三組。
當(dāng)給三組小鼠注射抗生素后,結(jié)果發(fā)現(xiàn),第一組小鼠腸道微生物組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化,而且,抗生素明顯降低了血糖代謝和阻止炎癥反應(yīng),上調(diào)了胰島素信號。但是,對于另外兩組小鼠,抗生素卻沒有表現(xiàn)出上述積極的治療效果。
腸道微生物會進(jìn)一步影響代謝
研究人員證實(shí),抗生素之所以會對血糖代謝、炎癥反應(yīng)產(chǎn)生影響,與膽汁酸代謝有關(guān)。
膽汁酸是一種由肝臟分泌進(jìn)入腸道的代謝產(chǎn)物,參與脂肪形成。當(dāng)抗生素對腸道菌群產(chǎn)生影響后,細(xì)菌分泌物會進(jìn)一步改變膽汁酸結(jié)構(gòu),使其重新進(jìn)入血液,從而抑制炎癥反應(yīng)。
這意味著,抗生素對微生物組的調(diào)控,會進(jìn)一步影響機(jī)體代謝反應(yīng)。而且,抗生素對三組小鼠膽汁酸代謝的影響均不同。這也是為什么不同細(xì)菌會對炎癥反應(yīng)、血糖代謝產(chǎn)生不同影響的原因之一。
除了膽汁酸代謝,腸道微生物的改變同樣也會對胰島素抗性、葡萄糖代謝產(chǎn)生影響。研究人員表示,這些代謝分子有助于我們更好地預(yù)測患者會接受微生物治療的效果。如果能夠提前預(yù)知調(diào)控微生物組成的影響,那么我們可以選擇最佳的治療方案,以最大的把握救治患者。